Pentingnya Mengenal Ilmu Termokimia dalam Kehidupan

Termokimia adalah cabang ilmu kimia yang mempelajari perubahan energi yang terjadi selama reaksi kimia. Dalam ilmu termokimia, energi yang dikeluarkan atau diabsorpsi selama reaksi kimia diukur dalam satuan energi, seperti joule (J) atau kalori (cal). Energi ini bisa berupa energi panas, energi listrik, atau energi lainnya. Perubahan energi yang terjadi selama reaksi kimia dapat dikelompokkan menjadi dua jenis yaitu perubahan energi pada kondisi tetap dan perubahan energi pada kondisi berubah. Pada kondisi tetap, reaksi kimia terjadi pada tekanan dan suhu yang konstan, sedangkan pada kondisi berubah, reaksi kimia terjadi pada tekanan dan suhu yang berubah. 

Perubahan energi yang terjadi selama reaksi kimia dapat dihitung menggunakan konsep termokimia. Termokimia adalah studi tentang perubahan energi selama reaksi kimia. Reaksi kimia dapat menghasilkan energi dalam bentuk panas, cahaya atau energi listrik. Energi panas ini dapat diukur dengan menggunakan alat-alat tertentu seperti kalorimeter. Selain itu, konsep entalpi juga sangat penting dalam termokimia. Entalpi adalah besaran fisika yang menunjukkan jumlah energi panas yang dimiliki oleh suatu zat pada suhu dan tekanan tertentu. Entalpi ini dapat digunakan untuk menghitung perubahan energi yang terjadi dalam suatu reaksi kimia.

Salah satu konsep termokimia yang penting adalah hukum kekekalan energi. Hukum kekekalan energi menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dihancurkan, tetapi hanya dapat diubah bentuknya dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Dalam reaksi kimia, energi dapat berubah bentuk dari energi kimia menjadi energi panas atau sebaliknya. Perubahan energi yang terjadi selama reaksi kimia dapat diukur dengan mengukur perbedaan energi antara produk dan reaktan.

Perubahan energi yang terjadi selama reaksi kimia dapat dinyatakan dalam bentuk entalpi (H). Entalpi adalah besaran yang menyatakan jumlah panas atau energi yang terlibat dalam suatu reaksi kimia pada tekanan dan suhu konstan. Perubahan entalpi dinyatakan dalam satuan Joule atau kalori.

Perubahan entalpi dapat dinyatakan dalam dua bentuk yaitu perubahan entalpi standar (H) dan perubahan entalpi non-standar (H). Perubahan entalpi standar adalah perubahan entalpi yang terjadi pada tekanan dan suhu standar yaitu tekanan 1 atm dan suhu 25C. Sedangkan perubahan entalpi non-standar terjadi pada tekanan dan suhu yang tidak standar.

Perubahan entalpi standar dapat digunakan untuk menghitung perubahan entalpi pada reaksi kimia tertentu. Perubahan entalpi standar dapat dinyatakan dalam dua bentuk yaitu entalpi pembentukan standar (Hf) dan entalpi pembakaran standar (Hc). Entalpi pembentukan standar adalah perubahan entalpi yang terjadi pada pembentukan satu mol senyawa dari unsur-unsurnya pada tekanan dan suhu standar. Sedangkan entalpi pembakaran standar adalah perubahan entalpi yang terjadi pada pembakaran satu mol senyawa pada tekanan dan suhu standar.

Perubahan entalpi dalam reaksi kimia dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu perubahan entalpi pada tekanan konstan (H) dan perubahan entalpi pada volume konstan (U). Perubahan entalpi pada tekanan konstan (H) adalah perubahan energi panas yang terjadi pada reaksi kimia pada tekanan konstan. Sedangkan perubahan entalpi pada volume konstan (U) adalah perubahan energi panas yang terjadi pada reaksi kimia pada volume konstan.

Konsep dasar dalam termokimia adalah hukum kekekalan energi, yang menyatakan bahwa energi tidak bisa diciptakan atau dihancurkan, hanya bisa diubah bentuknya. Oleh karena itu, energi yang dilepaskan atau diserap selama reaksi kimia harus sama dengan energi awal yang digunakan dalam reaksi tersebut.

Reaksi endotermik dan eksotermik Reaksi kimia dapat dikategorikan menjadi dua jenis, yaitu reaksi endotermik dan eksotermik. Reaksi endotermik adalah reaksi kimia di mana energi harus diserap untuk mengaktifkan reaksi. Dalam reaksi endotermik, energi panas atau energi lainnya diambil dari lingkungan sekitar. Sebagai contoh, pembakaran kayu adalah reaksi endotermik. Kayu harus dipanaskan sebelum bisa terbakar, dan selama pembakaran, energi panas dilepaskan.

Reaksi eksotermik adalah reaksi kimia di mana energi dilepaskan selama reaksi. Dalam reaksi eksotermik, energi yang dilepaskan dalam bentuk panas, cahaya, atau energi lainnya. Sebagai contoh, pembakaran bahan bakar fosil seperti minyak atau gas alam adalah reaksi eksotermik. Selama pembakaran, energi panas dilepaskan dan digunakan untuk menghasilkan energi listrik atau gerakan dalam mesin.

Hukum Hess Hukum Hess adalah hukum dasar dalam termokimia yang menyatakan bahwa jumlah energi yang dikeluarkan atau diabsorpsi selama reaksi kimia bergantung pada jumlah energi yang terlibat dalam pembentukan produk akhir dan reagen awal. Dalam kata lain, hukum Hess menyatakan bahwa jumlah energi yang dikeluarkan atau diabsorpsi selama reaksi kimia sama, terlepas dari rute reaksi kimia yang diambil.

Hukum Hess dapat digunakan untuk menghitung entalpi reaksi, yaitu jumlah energi yang dilepaskan atau diserap selama reaksi kimia. Entalpi reaksi dapat dihitung dengan menggunakan data entalpi standar, yaitu entalpi pembentukan produk dan reagen pada kondisi standar. Kondisi standar adalah suhu dan tekanan standar, yaitu 25 dan tekanan 1 atm.

Contoh penggunaan hukum Hess adalah reaksi pembakaran metana. Metana adalah gas alam yang digunakan sebagai bahan bakar. Reaksi pembakaran metana adalah sebagai berikut:

CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O

Jumlah energi yang dilepaskan selama reaksi pembakaran metana dapat dihitung dengan menggunakan data entalpi standar.

Penerapan Termokimia dalam Dunia Nyata

Konsep termokimia dapat diterapkan dalam dunia nyata dalam berbagai hal. Salah satu contoh penerapan termokimia adalah dalam pembuatan bahan bakar. Bahan bakar seperti bensin, diesel, dan LPG mengandung energi yang dihasilkan dari reaksi kimia antara bahan bakar dengan oksigen. Perubahan entalpi dalam reaksi kimia ini dapat digunakan untuk menghitung jumlah energi yang dihasilkan oleh bahan bakar. Hal ini penting dalam menentukan efisiensi dan kualitas bahan bakar.

Selain itu, konsep termokimia juga dapat diterapkan dalam dunia industri untuk mengoptimalkan proses produksi. Misalnya dalam pembuatan pupuk, termokimia dapat digunakan untuk menghitung jumlah energi yang dibutuhkan dalam reaksi kimia pembuatan pupuk. Hal ini dapat membantu dalam menentukan jumlah bahan baku yang dibutuhkan dan mengoptimalkan proses produksi untuk meningkatkan efisiensi.

Konsep termokimia juga dapat diterapkan dalam bidang medis. Contohnya dalam penentuan jumlah kalori yang dibutuhkan oleh tubuh manusia. Konsep termokimia dapat digunakan untuk menghitung jumlah kalori yang diperlukan oleh tubuh manusia dalam melakukan aktivitas sehari-hari. Hal ini dapat membantu dalam menentukan pola makan yang sehat dan menghindari masalah kesehatan seperti obesitas dan penyakit jantung.

Nah,  itu tadi merupakan penjelasan betapa pentingnya belajar termokimia dalam kimia,  yang dimana pada termokimia ini memang tidak lepas dari kehidupan sehari-hari. Jadi dari termokimia yang telah kita pelajari ini, kita perlu menerapkannya dalam kehidupan sehari-hari. Selain itu, dalam ilmu termokimia ini juga perlu kita kembangkan karena ilmu termokimia ini juga berpengaruh dengan kemajuan teknologi.

Sumber: Chang, R. (2003). Kimia Dasar dan Konsep-Konsep Inti. Jakarta: Erlangga.